海心沙臨時(shí)安保碼頭改造成永久碼頭可行性論證

祖小勇

摘 要：隨著港口的發(fā)展，岸線資源日益寶貴，如何對(duì)碼頭進(jìn)行改造已成為重要課題。本文以海心沙臨時(shí)安保碼頭為例，采用3個(gè)技術(shù)方案，對(duì)臨時(shí)碼頭改造成永久碼頭可行性進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：碼頭 改造 方案 論證

1.項(xiàng)目概述

海心沙臨時(shí)安保碼頭是2010年亞運(yùn)會(huì)需要建設(shè)的臨時(shí)碼頭，結(jié)構(gòu)形式為浮碼頭，設(shè)兩座35m×10m鋼躉船，躉船間距0.5m用過(guò)道橋連接，總長(zhǎng)70.5m，寬10m，設(shè)計(jì)船型為300t執(zhí)勤船艇。廣州市客輪公司擬在海心沙島選址建設(shè)2個(gè)990GT水上巴士泊位，把海心沙臨時(shí)安保碼頭做為選址之一。受業(yè)主委托，對(duì)海心沙臨時(shí)安保碼頭原址建設(shè)建設(shè)2個(gè)990GT水上巴士泊位進(jìn)行技術(shù)可行性論證。

2.碼頭位置與現(xiàn)狀

海心沙臨時(shí)安保碼頭位于海心沙島南側(cè)岸線的上游端部，北側(cè)距主看臺(tái)約30m，西側(cè)距親水平臺(tái)約33m，碼頭前沿線距主航道距離約180m。地鐵3號(hào)線從安保碼頭正下方通過(guò)，箱涵寬約20m，高約7m，箱涵頂高程約17.2m。

因安保碼頭為臨時(shí)建筑物，亞運(yùn)后躉船和活動(dòng)鋼引橋已被拆除，現(xiàn)場(chǎng)剩有固定鋼引橋、平臺(tái)和滑槽設(shè)施等。

3.方案設(shè)計(jì)

結(jié)合水上巴士碼頭的使用特點(diǎn)，擬采用珠江內(nèi)河常用的浮碼頭布置形式。碼頭主要由鋼浮躉、活動(dòng)鋼引橋、固定鋼引橋及平臺(tái)、躉船系留設(shè)施。按躉船系留方式采用滑槽式、撐桿式和靠船樁簇三個(gè)方案。本文主要從總平面布置、水工結(jié)構(gòu)方面論證建設(shè)的技術(shù)可行性。

3.1滑槽式方案

碼頭主要由鋼躉船、滑槽設(shè)施、固定鋼引橋及平臺(tái)、活動(dòng)鋼引橋和錨鏈系統(tǒng)等組成（見(jiàn)圖1）。設(shè)2個(gè)鋼躉船（長(zhǎng)×寬×型深×吃水：35 m×8 m×1.2×0.3m），躉船間距16m。活動(dòng)鋼引橋采用順岸布置形式，通過(guò)固定平臺(tái)和固定鋼引橋連接至岸上，2個(gè)泊位各一組引橋上岸。接岸固定平臺(tái)均布置在兩躉船外側(cè)，固定承臺(tái)與躉船凈距為6.5m，平臺(tái)長(zhǎng)4.2m、寬5m，平臺(tái)面高程取與現(xiàn)有堤岸齊。上游側(cè)連接堤岸的固定鋼引橋長(zhǎng)4.2m、寬5m，固定承臺(tái)及固定引橋擬利用原有的承臺(tái)及引橋。下游側(cè)固定平臺(tái)及固定引橋因位置調(diào)整需拆除重建，連接堤岸的固定鋼引橋長(zhǎng)11.5m、寬3.5m。活動(dòng)鋼引橋，寬3.5m，長(zhǎng)為24m，一側(cè)鉸接于固定平臺(tái)上，另一側(cè)設(shè)滾輪安放于躉船上，設(shè)計(jì)低水平時(shí)坡度1：7.23。每個(gè)躉船設(shè)4組錨鏈及地龍，助于躉船的系留和穩(wěn)定性。

3.2簇樁+撐桿式方案

躉船系留采用靠船樁簇+撐桿的形式。每組撐桿設(shè)施基本相同，由樁簇和鋼撐桿組成。樁簇由3根樁組成，呈等邊三角形邊布置，樁距均為3m（海側(cè)1根，陸側(cè)2根），鋼管樁之間的上部用鋼支撐連接。撐桿采用2根273無(wú)縫鋼管焊接成V字型。陸側(cè)為一個(gè)鉸支座底座與海測(cè)φ500鋼管樁固接，方案二水域布置和錨鏈系統(tǒng)同方案一。

3.3靠船樁簇方案

本方案系留采用靠船樁簇。每個(gè)躉船各設(shè)2組靠船樁簇，分別設(shè)距躉船端部7m的位置。該方案新建4.1m×3.5m和11.5m×3.5m固定鋼引橋各一座、2條24×3.5m活動(dòng)鋼引橋和2個(gè)平臺(tái)。碼頭設(shè)有4組靠船樁簇（每艘躉船設(shè)2組，間距為21m），布置于鋼躉船的陸側(cè)。靠船樁簇布置同方案二。方案三其它布置同方案一。

4.總平面布置論證

4.1系固設(shè)施位置可調(diào)性分析

方案一上游利用原安保碼頭滑槽和固定平臺(tái)及固定鋼引橋。因東側(cè)受鄰近親水平臺(tái)限制及需新建一固定平臺(tái)且需滿(mǎn)足錨鏈及地龍沉放需要，下游滑槽及新建固定平臺(tái)、固定鋼引橋位置沿堤岸調(diào)整空間很有限。方案二、三平面往東側(cè)受鄰近親水平臺(tái)及滿(mǎn)足錨鏈及地龍沉放需要的限制，系固設(shè)施沿堤岸調(diào)整空間很有限，無(wú)法讓靠船樁簇避開(kāi)地鐵3號(hào)線保護(hù)范圍。

4.2擬建港址對(duì)現(xiàn)有地鐵設(shè)施影響分析

對(duì)照《廣州市城市軌道交通管理?xiàng)l例》，城市軌道交通過(guò)江隧道兩側(cè)各一百米范圍內(nèi)為保護(hù)區(qū)范圍。擬建港址處于地鐵正上方，屬地鐵保護(hù)區(qū)范圍。按有關(guān)要求，地鐵隧道邊線一定范圍內(nèi)不得進(jìn)行沉樁作業(yè)。

擬建的三個(gè)碼頭建設(shè)方案，固定平臺(tái)需采用灌注樁基礎(chǔ)，且均在地鐵保護(hù)控制范圍內(nèi)。方案二、三靠船樁簇在地鐵正上方，樁基施工（包括鋼護(hù)筒）對(duì)地鐵設(shè)施安全影響很大。營(yíng)運(yùn)期遇臺(tái)風(fēng)等特殊情況，還可能采取拋錨等緊急措施，也將對(duì)地鐵設(shè)施安全造成影響。

5.水工結(jié)構(gòu)論證

5.1設(shè)計(jì)荷載

設(shè)計(jì)船型尺度990GT水上巴士（長(zhǎng)×寬×型深×吃水：42m×13 m×2.85 m×2m），陸域均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值取q=20KN/㎡。系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N=144.83kN。其靠岸時(shí)的有效撞擊能量E0=14.38kJ。

5.2原堤岸結(jié)構(gòu)

堤岸為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，第1層胸墻為L(zhǎng)型，與卸荷板現(xiàn)澆為整體，分段長(zhǎng)度約6m，高2.55m。第2層為沉箱，高4m，地板尺寸為4m×4m，箱內(nèi)澆筑C20素砼，頂部伸出鋼筋與胸墻鏈接。第3層為拋石基床，采用15～100kg塊石夯實(shí)，厚度約2m。地基（拋石基床底）采用φ600攪拌樁加固處理，呈梅花型布置，樁距為1.3m。堤岸堤頂標(biāo)高為3.3m，拋石頂標(biāo)高為-3.25m，攪拌樁底標(biāo)高為-9.25m。

5.3抗滑、抗傾穩(wěn)定及前趾距離驗(yàn)算驗(yàn)算

經(jīng)驗(yàn)算，極端高水位時(shí)第1層抗傾、抗滑均不滿(mǎn)足要求，設(shè)計(jì)高水位時(shí)第1層抗傾和抗滑不滿(mǎn)足要求、第2層和第3層抗滑不滿(mǎn)足要求，設(shè)計(jì)低水位時(shí)第1層抗傾不滿(mǎn)足要求、第3層抗滑不滿(mǎn)足要求。此外，在新增系纜力作用下，在設(shè)計(jì)高水位時(shí)現(xiàn)有堤岸重力式沉箱結(jié)構(gòu)的前趾距離驗(yàn)算不滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5.4基床、地基承載力驗(yàn)算

基床頂面最大應(yīng)力為σmax=223.22（k Pa），小于基床承載力設(shè)計(jì)值σR=600（kPa），滿(mǎn)足規(guī)范要求。基床底面最大應(yīng)力為σmax=114.48（kPa），基床底下地基已做攪拌樁加固處理，復(fù)合地基承載力為590（kPa），可滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5.5岸坡穩(wěn)定驗(yàn)算

采用北京理正巖土計(jì)算軟件對(duì)岸坡穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算分析。圓弧穩(wěn)定分析方法采用瑞典條分法。持久荷載組合狀況（均布荷載）下，計(jì)算出的危險(xiǎn)滑弧抗力分項(xiàng)系數(shù)γ為1.5，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5.6方案技術(shù)分析

方案一滑槽裝置為桁架結(jié)構(gòu)，與堤岸連接采用植筋方式，植筋位置需均分布在沉箱和胸墻上。該堤岸的重力式沉箱結(jié)構(gòu)比較單薄，沉箱壁厚250mm，胸墻最薄位置300mm。經(jīng)分析，因植筋深度不能滿(mǎn)足要求，從耐久性考慮，不能滿(mǎn)足使用要求，堤岸重力式結(jié)構(gòu)的抗滑抗傾不滿(mǎn)足規(guī)范要求。若沉樁作業(yè)，樁底標(biāo)高離地鐵3號(hào)線箱涵頂高程僅1.4m。按有關(guān)部門(mén)的規(guī)定，地鐵上蓋一定范圍內(nèi)不允許進(jìn)行打樁施工，方案二、三不可行。由上可知，該碼頭的三種結(jié)構(gòu)方案均不滿(mǎn)足規(guī)范或有關(guān)部門(mén)的要求。

6.結(jié)論

碼頭平面布置、結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足規(guī)范要求或有關(guān)規(guī)定。原海心沙臨時(shí)安保碼頭位置因地鐵保護(hù)和堤岸穩(wěn)定等原因，不適宜作為永久水上巴士碼頭的港址，建議另?yè)窀壑方ㄔO(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTJ 294—98《斜坡碼頭及浮碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》[S].

[2]JTS 167—2—2009《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》[S].endprint